高速度高精度光纤布拉格光栅解调的寻峰算法研究

为实现高速度、高精度的光纤光栅传感解调,提出了一种基于状态机的自适应半峰检测寻峰算法。算法通过对FBG反射波形的实时跟踪确定波形数据,通过对波形数据的统计分析得到寻峰阈值,通过校验与补偿精确得到峰值位置。实验测试表明,对于2kHz的解调速度,解调分辨率达到1pm,静态噪声在±2pm以内,长时间测试的稳定性误差在2pm以内,系统动态范围在0～-30db,光功率衰减导致的稳定性误差在4pm以内。这表明,本算法从速度、精度、抗干扰性、稳定性等方面都能够满足高速解调的需要。     

大容量高速光纤光栅解调系统的数据压缩传输

提出了一种基于硬件差分压缩的数据传输方法,以实现大容量高速光纤Bragg光栅(FBG)解调系统中对大数据量的高效率传输。方法根据FBG峰值数据的特征进行差分处理减少数据量,并结合Lempel-Ziv-Welch(LZW)字典压缩算法消除数据冗余,最终实现大容量高速FBG解调数据的实时传输。数据处理与压缩算法在FPGA上进行硬件实现,数据吞吐率高。根据实验测试,在4kHz解调速率下,FBG静态信号数据压缩率达到16.56%,动态信号数据压缩率达到36.25%。测试结果表明,本文方法在航空发动机动态监测系统平台实验中压缩效果良好,能够有效解决在硬件资源受限下巨大数据量的传输问题。